基于QuickBird遥感影像与航空影像的集成定位与地物提取研究

【类型】学位论文

【关键词】 imagery geopositioning matching,integration high,epipolarity building,satellite,extraction,resolution

【摘要】随着遥感影像数量和种类的不断增加,不同遥感影像间信息的集成利用研究体现出越来越重要的作用。基于不同种类高分辨率遥感影像的立体定位及地物提取是遥感信息集成应用的重要部分。本文以QuickBird遥感影像数据和框幅式航空遥感影像数据为基础,研究了高分辨率推扫式航天影像和框幅式航空影像的联合立体定位、地物提取以及二者间的核线关系。研究的主要工作归纳如下: (1)介绍了常见的遥感传感器严密传模型和通用模型,以及基于传感器模型的立体定位原理。重点研究了QuickBird遥感影像立体定位的系统误差的规律以及不同纠正模型的纠正精度。实验证明,仿射纠正模型的纠正效果最好。在此基础上,研究了基于QuickBird遥感影像和航空遥感影像的联合立体定位,通过实验比较发现,联合定位的精度高于QuickBird遥感影像的定位精度,低于航空遥感影像的定位精度。 (2)阐述论证了投影轨迹法核线模型和共面方程法核线模型的关系。在共面方程思想的基础上,推导出了推扫式遥感影像的核线方程、以及推扫式遥感影像与框幅式遥感影像间的核线方程,并通过实验研究了QuickBird遥感影像的核线以及QuickBird遥感影像和航空遥感影像间的核线的形状、性质以及精度。实验证明,推扫式遥感影像上的核线是核曲线,且在较小范围内近似于直线,不同点对应的核曲线相交,但并不交于同一点。基于共面方程的核线模型具有亚像素级精度。 (3)研究了基于QuickBird遥感影像与框幅式遥感影像的建筑物的提取方法,主要包括基于SUSAN算子的边缘检测、基于Hough变换的边缘提取及基于不变矩和核线约束的匹配,并在此基础上提出了建筑物提取的策略方法。论文针对传统SUSAN算子的缺点做出了改进,提出了基于双阈值SUSAN算子的边缘检测,实验证明,基于双阈值SUSAN算子的边缘检测算法在一定提取信息量的基础上有效提高边缘检测的精确性。本文还通过实验验证了不变矩的不变性,并结合基于共面方程核线模型核线约束,提高了匹配的速度和可靠性。论文最后提出了建筑物提取的策略和步骤,并通过实验实现了基于QuickBird遥感影像与框幅式遥感影像间建筑物的提取。 最后,本文对所做工作进行了总结,并对未来需要继续研究的工作做了展望。 本文得到了国家自然科学基金项目(40771174)、国家863计划课题(2007AA12Z178)、“曙光计划”项目(07SG24)的资助。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】同济大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】童小华

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